Курсовая работа (т): Влияние степени окисления элементов на их биологическую роль

Методика реакции Белоусова-Жаботинского

Как и в реакции Бриггса-Раушера, в данном процессе важно постоянное перемешивание, поэтому опыт ведется на магнитной мешалке и готовиться раствор объемом 30 мл и более (при меньших объемах не получиться перемешивать раствор с помощью мешалки).

Отмеряют 40 мл дистиллированной воды. В ней растворяют 8 г лимонной кислоты. К раствору добавляют 8 мл разбавленной серной кислоты (1 часть концентрированной кислоты на 3 части воды). Затем в нем растворяют 0,64 г сульфата церия(IV). Растворение сульфата удобно проводить на магнитной мешалке. Так же важно добавлять данную соль после серной кислоты, так как в ее присутствии она растворяется лучше, чем в чистой воде. К конечному раствору добавляют 0,8 г бромата калия. В качестве индикатора добавляют несколько капель ферроина.

Механизм колебательных реакций

Для реакции Бриггса-Раушера механизм реакции можно представить в виде схемы:

Механизм реакции Белоусова-Жаботинского может быть описан следующим набором уравнений:

1) HOOC-CH₂-C(OH)(COOH)-CH₂-COOH + Ce⁴⁺ → HOOC-CH₂-CO-CH₂-COOH + Ce³⁺ + CO₂ + H₂O

) Ce³⁺ + BrО₃^- → Ce⁴⁺ + Вr^-

) Вr ^- + BrО₃^- → BrO^- + BrО₂^-

3.1) Вr ^- + BrO^- → Br₂

3.2) 3Вr^- + BrО₂^- → 2Br₂

4) HOOC-CH₂-CO-CH₂-COOH + 5Br₂ → Br₃C-CO-CHBr₂ + 5Вr^- + 2CO₂ + 5H⁺

Результаты опыта

Реакция Бриггса-Раушера. Цвет раствора колеблется от желтого к синему в течении нескольких минут. Период колебаний около 30 секунд. Раствор после окончания реакции имеет синюю окраску.

Реакция Белоусова-Жаботинского. Цвет раствора без добавления ферроина колеблется от бесцветного к желтому (Ce³⁺ - бесцветный, Ce⁴⁺ - желтый). При добавлении ферроина окраска меняется от красной к синей. Реакция продолжается около 15 минут с периодом колебаний 1-1,5 минуты. В процессе реакции образуется белая взвесь.

Заключение

В данной работе было рассмотрено значение для организма только пяти d-элементов, но несмотря на это, можно проследить взаимосвязь биологической роли со степенью окисления элементов.

Подводя итог, можно выделить следующие роли d-металлов в живых организмах:

·        транспорт ионов металлов и других неорганических компонентов;

·        катализ реакций гидролиза;

·        катализ окислительно-восстановительных реакций;

·        перенос электронов;

·        перенос групп;

·        активация и ингибирование ферментов;

·        металлолигандный гомеостаз.

Осуществление вышеперечисленных реакций возможно только из-за того, что d-металлы способны находиться в разных степенях окисления, а также имеют высокую склонность к комплексообразованию. Эти свойства переходных металлов объясняются строением электронных оболочек этих элементов.

Из-за разнообразия биологического действия, соединения d-металлов могут применяться в диагностике и лечении множества заболеваний.

Список использованных источников

1.      Бабенко О., Утупов Т., Аликулов З. А. Роль молибдоферментов в токсичности этанола и нитратов.

.        Белоусов Б. П. Периодически действующая реакция и ее механизм //Химия жизнь - 1982. - №7. - С. 145-147.

.        Ершов Ю. А., Попков В. А., Берлянд А. С. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. - М. : Высш. шк., 2000.

.        Ленинджер, А. (1985). Основы биохимии: в 3-х т. Т. 1-3.

.        Логинова Н. В. Основные направления исследований в бионеорганической химии. - 2008.

.        Миронов А. Ф. Цитохромоксидаза. Строение и механизм действия.

.        Муштакова С. П. Колебательные реакции в химии //Соросовский образовательный журнал. - 1997. - Т. 7. - С. 31-36.

.        Першин Р. В. Колебательные реакции, или химические ритмы //Химия в школе. - 2002. - №7. - С. 62-70

.        Улахович Н. А. Комплексы металлов в живых организмах //Соросовский образовательный журнал. - 1997. - №. 8. - С. 27-32.